DOI: https://doi.org/10.1111/icad.12733
تاريخ النشر: 2024-03-01
المؤلف: C. Matilda Collins وآخرون
الموضوع الرئيسي: تعليم علوم الحيوان والنبات
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على الحالة الحالية للبحث في علم البيئة الحشرية الحضرية والحفاظ عليها، مع تسليط الضوء على الفجوة الكبيرة في المعرفة مقارنة بالدراسات التي تركز على الثدييات والطيور. يوضح النتائج من بحث أدبي منظم يساهم في العدد الخاص (SI) ويحدد الموضوعات الرئيسية في الأدبيات الموجودة. تشمل هذه الموضوعات آثار جودة الموائل، واستخدام الأراضي، والتلوث الناتج عن الأنشطة البشرية على تنوع الحشرات، بالإضافة إلى العلاقة بين الكثافة الحضرية والتنوع الجيني. تشير الأدلة إلى أن تنوع الحشرات ووفرتها عمومًا تنخفض مع زيادة الكثافة الحضرية وفقدان الموائل، على الرغم من أن الاستجابات يمكن أن تختلف حسب الأنواع والمنطقة، مما يعقد تحديد الأنماط العامة.
يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى إجراء أبحاث مستقبلية لتطبيق النظرية البيئية لفهم أنماط التنوع بشكل أفضل، وفحص التفاعل بين تغير المناخ والبيئات الحضرية، ومعالجة التناقضات المنهجية في الدراسات. بالإضافة إلى ذلك، يدعون إلى استكشاف العوامل الاجتماعية والتاريخية التي تؤثر على تنوع الحشرات الحضرية ويبرزون أهمية التواصل الفعال لقيمة الحشرات الحضرية البيئية للجمهور. تهدف هذه المقاربة الشاملة إلى تعزيز جهود الحفظ وتحسين فهمنا للنظم البيئية الحضرية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على التحدي الملح للحفاظ على تجمعات الحشرات داخل البيئات الحضرية، حيث يستمر التحضر في التوسع عالميًا. بينما اكتسب علم البيئة الحضرية زخمًا، تركزت الأبحاث بشكل أساسي على الطيور والثدييات، لا سيما في أمريكا الشمالية وأوروبا، مما ترك فجوة كبيرة في فهم علم البيئة وتنوع اللافقاريات الحضرية، خاصةً خارج الأنواع ذات الأهمية الاقتصادية. يؤكد المؤلفون على ضرورة التحقيق في عمليات تصفية البيئة التي تحدد أي الأنواع تزدهر في البيئات الحضرية، حيث أن هذه المعرفة ضرورية لتطوير استراتيجيات إدارة حضرية فعالة تدعم التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي في المساحات الخضراء الحضرية.
لمعالجة هذه الفجوات المعرفية، يقترح المؤلفون إجراء بحث أدبي منظم يهدف إلى تقديم نظرة شاملة على الأبحاث الحالية حول علم البيئة الحشرية الحضرية والحفاظ عليها. يهدف هذا العدد الخاص (SI) إلى توضيح الأدبيات الموجودة، وتسليط الضوء على المساهمات من المقالات المدرجة، وتحديد المجالات ذات الأولوية للتحقيق المستقبلي. بينما يتم استخدام مصطلح “الحشرات” بشكل متسق في جميع أنحاء النص، يدعو المؤلفون أيضًا إلى فحص أوسع للافقاريات في السياقات الحضرية، مع الاعتراف بأهمية الدراسات التي تصنف اللافقاريات إلى مجموعات وظيفية أو تصنيفات أعلى، لا سيما في البيئات المائية.
الطرق
في هذا القسم، يوضح المؤلفون منهجيتهم لإجراء بحث أدبي استكشافي يركز على علم البيئة الحشرية الحضرية والحفاظ عليها. تم إجراء البحث في أغسطس 2023 باستخدام قاعدة بيانات سكوبس، مع استخدام مجموعة شاملة من الكلمات الرئيسية المتعلقة بالبيئات الحضرية ومجموعات الحشرات المختلفة، كما هو موضح في الصندوق 1. كان الهدف هو تقديم تقييم سريع للأدلة للمراجعات الموجودة في هذا المجال، مما أسفر عن نظرة عامة تمثل بدلاً من أن تكون شاملة.
يعترف المؤلفون بأنه بينما يتم مناقشة علم البيئة الحشرية الحضرية أيضًا في الكتب الدراسية ذات الصلة، فإن تحليلهم يقتصر على منشورات المجلات الأكاديمية. يتم دعم الموضوعات الناشئة التي تم تحديدها في الأدبيات برؤى من مراجعين خبراء وتجارب المؤلفين ومناقشاتهم الخاصة. بالإضافة إلى ذلك، فإن فرص البحث المميزة تنبع من الفجوات المدركة في الأدبيات الحالية، مما يشير إلى مجالات للاستكشاف المستقبلي في دراسات الحشرات الحضرية.
النتائج
حدد البحث 4,436 ورقة، تم استخراج 65 ورقة مراجعة أو تلخيص ذات صلة منها، مصنفة إلى ستة مجالات موضوعية تتعلق بعلم البيئة اللافقارية الحضرية. تغطي هذه المراجعات، الملخصة في الجدول 1، مجموعة من الموضوعات بما في ذلك النظرات العامة العامة، إدارة الآفات، التفاعلات البيئية، أنواع الموائل، مجموعات محددة، والتهديدات للافقاريات الحضرية. من الجدير بالذكر أنه تم نشر مراجعتين شاملتين فقط منذ العمل الرائد لفرانكي وإهلر (1978)، مما يبرز فجوة في تلخيص الأدبيات المتعلقة باللافقاريات الحضرية.
تشير النتائج إلى أنه بينما توسع البحث في اللافقاريات الحضرية ليشمل مجموعات تصنيفية متنوعة، فإن العديد من المراجعات الحالية تركز إما على علم البيئة الحضرية الأوسع أو مجموعات محددة دون معالجة الديناميات البيئية وأنماط التنوع داخل البيئات الحضرية بشكل مباشر. يتم تعريف مصطلح “حضري” بشكل متنوع عبر الأدبيات، مما يعقد المقارنات والاستنتاجات للنتائج بسبب الاختلافات في الخصائص الحضرية، مثل كثافة السكان والبنية التحتية. تؤكد هذه التباينات على الحاجة إلى نهج أكثر معيارية لدراسة النظم البيئية الحضرية لتعزيز فهم علم البيئة للافقاريات في هذه البيئات الفريدة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التفاعل المعقد بين البيئات الحضرية وعلم البيئة الحشرية، مع التركيز على جودة الموائل، والتلوث الناتج عن الأنشطة البشرية، وآثار البنية التحتية الحضرية. يمكن أن تدعم المناطق الحضرية، التي تتميز بفسيفساء من المساحات المبنية والخضراء، تجمعات حشرية متنوعة، على الرغم من أن ملاءمة هذه الموائل تختلف حسب الأنواع وتتأثر بعوامل مثل الاتصال وتنوع الموائل. بينما كانت تُعتبر تقليديًا بيئات معادية للحياة البرية، يتم التعرف بشكل متزايد على البيئات الحضرية لإمكاناتها في دعم بعض الأنواع ذات الصلة بالحفاظ.
يتناول القسم أيضًا التحديات المتعددة الأوجه التي تطرحها التلوث الحضري، بما في ذلك الحرارة، والضوضاء، والضوء، والتي يمكن أن تعطل سلوك الحشرات وفسيولوجيتها. تؤدي ظاهرة جزيرة الحرارة الحضرية (UHI) إلى رفع درجات الحرارة، مما يؤثر على الكائنات ذوات الدم البارد ويغير تفاعلاتها داخل النظم البيئية. من المحتمل أن يؤثر تلوث الضوضاء، رغم أنه تم دراسته بشكل أساسي في الفقاريات، على تواصل وسلوك اللافقاريات. بالإضافة إلى ذلك، يشكل الضوء الاصطناعي في الليل (ALAN) تهديدات كبيرة للأنواع الليلية، مما يعطل ديناميات التزاوج والافتراس. تدعو الورقة إلى مزيد من البحث في آثار التحضر على تجمعات الحشرات، لا سيما في المناطق التي لم يتم دراستها بشكل كاف، وتؤكد على الحاجة لاستكشاف كيفية تأثير تغير المناخ والموائل الحضرية الجديدة على تنوع الحشرات والتفاعلات البيئية.
DOI: https://doi.org/10.1111/icad.12733
Publication Date: 2024-03-01
Author(s): C. Matilda Collins et al.
Primary Topic: Animal and Plant Science Education
Overview
The section provides an overview of the current state of research on urban insect ecology and conservation, highlighting the significant gap in knowledge compared to studies focused on mammals and birds. It outlines the findings from a structured literature search that informs the Special Issue (SI) and identifies key themes in the existing literature. These themes include the effects of habitat quality, land use, and anthropogenic pollution on insect diversity, as well as the relationship between urban density and genetic diversity. The evidence suggests that insect diversity and abundance generally decline with increasing urban density and habitat loss, although responses can vary by taxa and region, complicating the identification of overarching patterns.
The authors emphasize the need for future research to apply ecological theory to better understand diversity patterns, examine the interplay between climate change and urban environments, and address methodological inconsistencies in studies. Additionally, they advocate for exploring the social and historical factors influencing urban insect biodiversity and highlight the importance of effectively communicating the ecological value of urban insects to the public. This comprehensive approach aims to enhance conservation efforts and improve our understanding of urban ecosystems.
Introduction
The introduction highlights the pressing challenge of conserving insect populations within urban environments, as urbanization continues to expand globally. While urban ecology has gained traction, research has predominantly centered on birds and mammals, particularly in North America and Europe, leaving a significant gap in understanding the ecology and diversity of urban invertebrates, especially beyond economically important species. The authors emphasize the necessity of investigating the ecological filtering processes that determine which species thrive in urban settings, as this knowledge is vital for developing effective urban management strategies that support biodiversity and ecosystem services in urban greenspaces.
To address these knowledge gaps, the authors propose a structured literature search aimed at providing a comprehensive overview of current research on urban insect ecology and conservation. This Special Issue (SI) aims to clarify existing literature, highlight contributions from the included articles, and identify priority areas for future investigation. While the term “insects” is used consistently throughout the text, the authors also advocate for a broader examination of invertebrates in urban contexts, acknowledging the relevance of studies that categorize invertebrates into functional groups or higher taxonomic resolutions, particularly in aquatic environments.
Methods
In this section, the authors outline their methodology for conducting an exploratory literature search focused on urban insect ecology and conservation. The search was performed in August 2023 using the Scopus database, employing a comprehensive set of keywords related to urban environments and various insect taxa, as detailed in Box 1. The objective was to provide a rapid evidence assessment of existing reviews in the field, resulting in an overview that is representative rather than exhaustive.
The authors acknowledge that while urban insect ecology is also discussed in relevant textbooks, their analysis is confined to academic journal publications. The emergent themes identified in the literature are supplemented by insights from expert reviewers and the authors’ own experiences and discussions. Additionally, the research opportunities highlighted stem from perceived gaps in the current literature, indicating areas for future exploration in urban insect studies.
Results
The research identified 4,436 papers, from which 65 relevant review or synthesis papers were extracted, categorized into six thematic areas pertinent to urban invertebrate ecology. These reviews, summarized in Table 1, cover a range of topics including general overviews, pest management, ecological interactions, habitat types, specific taxa, and threats to urban invertebrates. Notably, only two comprehensive reviews have been published since Frankie & Ehler’s (1978) seminal work, highlighting a gap in the synthesis of urban invertebrate literature.
The findings indicate that while urban invertebrate research has expanded to include various taxonomic groups, many existing reviews either focus on broader urban ecology or specific taxa without directly addressing the ecological dynamics and diversity patterns within urban environments. The term ‘urban’ itself is variably defined across the literature, complicating comparisons and extrapolations of findings due to differences in urban characteristics, such as population density and infrastructure. This variability underscores the need for a more standardized approach to studying urban ecosystems to enhance the understanding of invertebrate ecology in these unique environments.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the complex interplay between urban environments and insect ecology, emphasizing habitat quality, anthropogenic pollution, and the effects of urban infrastructure. Urban areas, characterized by a mosaic of built and green spaces, can support diverse insect populations, although the suitability of these habitats varies by species and is influenced by factors such as connectivity and habitat heterogeneity. While traditionally viewed as hostile to wildlife, urban settings are increasingly recognized for their potential to sustain certain conservation-relevant species. However, management practices, such as pesticide use and habitat fragmentation, can negatively impact insect diversity and abundance.
The section also addresses the multifaceted challenges posed by urban pollution, including heat, noise, and light, which can disrupt insect behavior and physiology. The urban heat island effect (UHI) raises temperatures, affecting ectothermic organisms and altering their interactions within ecosystems. Noise pollution, while primarily studied in vertebrates, likely impacts invertebrate communication and behavior. Additionally, artificial light at night (ALAN) poses significant threats to nocturnal species, disrupting mating and predation dynamics. The paper calls for further research into the effects of urbanization on insect populations, particularly in understudied regions, and emphasizes the need to explore how climate change and novel urban habitats influence insect diversity and ecological interactions.